第二章立体化学基础PPT精品课件
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高等有机第二章立体化学原理
构象异构
3
H H H H H H H
HH H H
单键旋转 构象异构 （可互相转化）
H
叔胺翻转
R1、R2、R3是烃基
4
两种异构体A和B
A和B分子中的原子具有相同的连接顺序吗？ 否 构造异构体 是 立体异构体 A和B具有相互不能重合的实物与镜像关系吗？ 否 非对映异构体
是
对映异构体
5
一. 对称性与分子结构
化合物的对称性可以用对称元素加以确定，而对称元 素又可以用一定的对称操作加以描述。对称元素可以 分为对称轴、对称面、对称中心和更迭对称轴（或旋 转反射对称轴）。 对称轴 Cn： 通过分子的一条直线，以这条直线为轴旋 转 360°/ n（n=2、3、4、…）角度，得 到的物体或分子的形象和原来的形象完全 相同，这种轴称为对称轴，并相应地称之 为n重对称轴。 例如：反-2-丁烯有一个二重对称轴C2（垂 直于碳碳双键中心）。
12
2. 含有其它手性原子的化合物
分子中含有四个键指向四面体的四个顶点的原子，若 四个基团不同就有旋光性。
CH2CH3 N CH(CH3)2 C6H5 CH3 CH2CH3 C6H5 N CH(CH3)2 CH3
CH2CH=CH2 P CH(CH3)2 C6H5 CH3
CH2CH=CH2 C6H5 P CH(CH3)2 CH3
外消旋体
非对映混合体
• 拆分酸时，常用的光学活性的碱，如天然的生物碱（（-）奎宁、（-）-马钱子碱、（-）-番木鳖碱）和合成得到的光学 纯的胺类等。
27
• 拆分碱时，常用的天然的光活性酸，如酒石酸、樟 脑--磺酸等。 如a-苯乙胺的拆分：
NH 2 Ph + H CH3 (R-) OHNH2 Ph H CH 3 (R-) NH2 Ph H CH 3 (S-) + HOOC OH COOH NH 3+ Ph HOOC H CH3 (R-) NH 3+ Ph H CH3 (S-) OH HOOC COOOH COOOH
《立体化学》课件
化学是研究物质的组成、性质和变化的科 学领域。
了解原子、分子、元素、化合物等基础概 念，以及化学反应和化学方程式的表示方 法。
立体化学的基本原理
1 空间取向
探讨原子和键在空间中 的相互关系，以及分子 空间构型的影响。
2 手性性质
3 立体异构体
认识手性分子和对映体， 以及手性的重要性。
了解不同类型的立体异 构体，如构象异构体和 对映异构体，并研究它 们的性质和特点。
《立体化学》PPT课件
欢迎来到《立体化学》PPT课件！在本课程中，我们将从化学的基础概念开 始，探讨立体化学的基本原理，并深入研究分子结构、手性分子、立体异构 体以及立体对反应机理的影响。最后，我们还将探讨立体化学在药物设计和 天然产物 基础概念
以及它们在化学反应中的影响。
3
构象异构体
分析构象异构体的形成原理和常见示 例，如顺式和反式异构体。
光学异构体
讨论光学异构体的旋光性质，包括D和L-系列化合物。
反应机理中的立体影响
反应路径
探究反应路径中立体构型对反应速率和产物选择 性的影响。
过渡态理论
了解过渡态理论以及过渡态的构象和立体要求。
应用：药物设计和天然产物的活性成分
药物设计
介绍立体化学在药物设计中的重要性，以及 立体异构体对药效的影响。
天然产物
研究天然产物中的活性成分，如碳水化合物 和天然产物的手性性质。
分子结构和键的构型
分子结构
探索分子的结构和形状，以及化学键的构型和键 长。
球棍模型
使用球棍模型来可视化分子结构和化学键的空间 排列。
手性分子和对映体
手性分子
解释什么是手性分子，以及手性分子的定义和性质。
南开大学高等有机化学课件-第二章立体化学原理
立体异构(Stereoisomer)是指具有相同构造而仅在某些
原子或基团的空间排列上不同的几种结构。它属于拓扑学
范畴，分析其相互关系时很重要。 如果两个立体异构之间的关系是一个物体与其不能重
叠的镜像之间的关系时，那么这两个结构就是对映异构体
(Enantiomer)，并且每一个结构都称为手征性的（Chiral)。 不是对映体的立体异构体是非对映异构体
光学纯度与对映体过量(Enantiomeric Excess, e.e.)数 值相等
ee =
[R] - [S] [R] + [S]
X 100%
测定旋光度随波长的变化，比在单一波长上测定旋光度
可提供更多的信息，对确定分子的手性非常重要，这种技
术叫旋光色散(Optical Rotatory Dispersion, ORD) 。 所得到的旋光度随波长的变化曲线被称为旋光色散曲线 (ORD Curve), 该曲线取决于分子的构型其吸收光谱，可用 于判别其构型与已知的相似分子构型的关系。
(Enantiomerically Pure or Homochiral)化合物。
而当某一种对映体的含量超过其另一种时成为富对映 体(Enantiomerically Enriched),它将有净的偏振光的偏离 值并称为旋光活性(Optically Active)的。
除了构造和构型以外，还有第三个重要的结构层次即
顺序规则
原子大小排序, 递降时序位排列顺时针 为RR-(rectus) 右, 顺 S-(sinister) 左, 逆
Fisher投影式
CH3 Ph H CH3 H H Ph CH3
锯架式
H CH3 H Br Ph
Newman投影式
第二章 立体化学
(Z)-1，2-二氯-1-溴乙烯 反-1，2-二氯-1-溴乙烯
(E)-1，2-二氯-1-溴乙烯 顺-1，2-二氯-1-溴乙烯
(E)-3, 4-二甲基-2-戊烯 顺-3, 4-二甲基-2-戊烯
(Z)-3, 4-二甲基-2-戊烯 反-3, 4-二甲基-2-戊烯
二、顺反异构体的性质
▪ห้องสมุดไป่ตู้物理性质不同 ▪ 化学性质：基本相同，与空间构型有关的有差别。
次互换，使最不优先的基团位于顶部，剩下3个原子或基团按照从优先到不优
先的顺序，顺时针方向排列为R-构型，逆时针方向排列为S-构型。
（二）对称中心
如果有机分子中存在一个假想的点，从分子中任一原子或基团向该点作一直 线，再从该点将直线延长，在等距离处遇到相同的原子或原子团，则该点即 为该分子的对称中心。
四、判断对映体的方法
➢ 比较一个分子和它的镜像，如果两者不能重合，则为对映体。 ➢ 有对称面或对称中心的分子为非手性分子（没有对映体）。 ➢ 仅有一个手性碳原子(或手性中心)的分子为手性分子（有对映体）。
第三节
手性、手性分子和对映体
一、手性
镜像与实物不能重合的现象称为手性（chirality）。
二、手性分子和对映体
手性分子：与镜像不能重合的分子。 手性碳（不对称中心）：连接4个不同原子或基团的碳。
手性碳
与镜像不能重合的分子彼此互为对映异构体（手性异构体）
三、分子中常见对称因素
（一）对称面
对称面：能将分子切分为具有实物与镜像关系的假想平面。有对称面的化合 物不是手性分子。
第二章
立体化学
立体化学：研究有机分子的立体结构、反应的立体选择性 及其相关规律和应用。
碳链异构
位置异构 构造异构
第二章立体化学基础PPT课件
H C-COOH 287℃ 难溶于水 HOOCC- H
分子式相同,结构式也相同，但是它们结构式中原子或原子团 在空间的排列方式不同。这样的立体异构称为顺反异构。
二.产生顺反异构的条件：
1. 分子中存在着限制碳原子（或氮原子）自由旋转的因素， 如双键或环结构。
.
6
2. 不能自由旋转的原子上连有不相同的的原子或原子团。
如果二个大基团处在双键同侧就称为Z型；若二个大基
团处在双键异侧就称为E型。
(大 )BC r-H (小 ) (大 )BC rH (小 ) (大 )CC -l C 3 (小 H ) (小 )H 3 C C C (大 l)
Z—2—氯— 1—溴丙烯 E—2—氯— 1—溴丙烯
(大 )C3 -H C -H (小 )
(2) 横键代表朝向纸平面前方的键，竖键代表朝向纸平面 后方的键。 “横前竖后‘’
(大 )C3 -H C -H (小 )
(大 )(C 3 )2H C C -H C 2 C H -3 (小 H )(小 )C3 -H C 2 -C - H CH 3 )2 (大 ()C
.
9
3.当分子中双键数目增加时，顺反异构体的数目也增加。
HC--C3H HC--C3H H3CC--H
HC-C2H HC-C2H
练习：见教材
.
18
第三节 费歇尔投影式
★费歇尔投影式 ：是指将一个三维（立体）手性 分子模型作 如下规定:与手性碳横向相连的基团朝向纸平面的前方； 竖向相连的基团朝向纸平面的后方；手性碳处于纸平面上。 将其投影,所得平面投影式称为费歇尔投影式。
.
19
★注意事项
(1) 水平线和垂直线的交叉点代表手性碳，位于纸平面上。
2．位置异构：取代基或官能团在碳链上的位置不同。
分子式相同,结构式也相同，但是它们结构式中原子或原子团 在空间的排列方式不同。这样的立体异构称为顺反异构。
二.产生顺反异构的条件：
1. 分子中存在着限制碳原子（或氮原子）自由旋转的因素， 如双键或环结构。
.
6
2. 不能自由旋转的原子上连有不相同的的原子或原子团。
如果二个大基团处在双键同侧就称为Z型；若二个大基
团处在双键异侧就称为E型。
(大 )BC r-H (小 ) (大 )BC rH (小 ) (大 )CC -l C 3 (小 H ) (小 )H 3 C C C (大 l)
Z—2—氯— 1—溴丙烯 E—2—氯— 1—溴丙烯
(大 )C3 -H C -H (小 )
(2) 横键代表朝向纸平面前方的键，竖键代表朝向纸平面 后方的键。 “横前竖后‘’
(大 )C3 -H C -H (小 )
(大 )(C 3 )2H C C -H C 2 C H -3 (小 H )(小 )C3 -H C 2 -C - H CH 3 )2 (大 ()C
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3.当分子中双键数目增加时，顺反异构体的数目也增加。
HC--C3H HC--C3H H3CC--H
HC-C2H HC-C2H
练习：见教材
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18
第三节 费歇尔投影式
★费歇尔投影式 ：是指将一个三维（立体）手性 分子模型作 如下规定:与手性碳横向相连的基团朝向纸平面的前方； 竖向相连的基团朝向纸平面的后方；手性碳处于纸平面上。 将其投影,所得平面投影式称为费歇尔投影式。
.
19
★注意事项
(1) 水平线和垂直线的交叉点代表手性碳，位于纸平面上。
2．位置异构：取代基或官能团在碳链上的位置不同。
有机化学立体化学PPT课件
官能团对分子极性和溶解性的影响
03
官能团的电性和极性会影响分子的极性和溶解性，从而影响分
子在溶液中的行为。
官能团间相互作用和转化规律
官能团间的相互作用
不同官能团之间可能存在相互作用，如共轭效应、诱导效应 等，这些相互作用会影响分子的性质和反应。
官能团的转化规律
在一定条件下，官能团可以发生转化，如醇氧化成醛、醛还 原成醇等，这些转化规律是有机化学中的重要内容。
不对称烷基化反应
通过手性辅剂或催化剂的作用，实现烷基化反应的不对称诱导， 生成具有手性中心的产物。
不对称氧化反应
利用手性氧化剂或催化剂对底物进行不对称氧化，生成具有手性 中心的产物。
立体选择性反应在药物合成中应用
手性药物合成
手性药物具有特定的生理活性和药效，其合成过程中常涉及立体选择性反应。例如，通过 不对称催化氢化合成治疗心血管疾病的L-多巴等手性药物。
异构体间相互转化机理
包括化学键的断裂和形成、原子或基团的迁移等过程。
异构体间相互转化实例
如顺反异构体之间可以通过光照或加热等条件进行相互转 化；对映异构体之间可以通过手性试剂进行拆分或外消旋 化等过程进行相互转化。
05 立体选择性反应 原理及应用
立体选择性反应概念及分类
立体选择性反应定义
指在一定条件下，反应物分子中某一特定立体构型的原子或基团优先发生反应，生成具有特定立体构型的产物的 化学反应。
碳-碳单键旋转自由度受限情况
碳-碳单键 旋转自由度受限，导致有机分子具有特定构象。
环状化合物中碳原子构型判断
环状化合物中碳原子构型判断方法
通过比较环上相邻碳原子的相对构型，可以确定整个环状化合物的立体构型。
环状化合物中碳原子构型与性质关系
《立体化学教学》课件
手性来源
手性主要来源于碳原子的四个单键，使得碳 原子在形成有机分子时，可能形成两种不同 的空间排列方式，从而产生手性。
手性判断
判断一个分子是否具有手性，可以通过查看 其是否具有手性碳原子，即连接四个不同基 团的碳原子。
对映体
01
02
03
对映体定义
对映体是指通过镜面对称 的方式无法重合的两个立 体异构体。
02
它涉及到有机化学、无机化学、 物理化学等多个学科领域，是化 学学科的一个重要分支。
立体化学的重要性
立体化学对于理解分子性质、化学反 应机制以及药物设计等方面具有重要 意义。
通过了解分子的三维结构，可以更好 地理解其物理性质和化学性质，预测 其反应行为，为新材料的开发和药物 的设计提供理论支持。
动态立体化学的应用
动态立体化学在药物设计和合成、催 化剂设计等领域有广泛应用，了解分 子构型的变化有助于优化化学反应过 程和开发新的化学技术。
04
立体化学的教学策略与技巧
利用模型进行立体展示
总结词
通过实物模型展示分子结构，帮助学生理解立体化学的概念。
详细描述
利用分子模型展示分子的三维结构，让学生直观地观察分子中原子在空间中的排列方式。通过对比不同结构的分 子模型，解释立体化学中的概念，如顺反异构、手性等。
旋光性测定的教学案例
总结词
演示旋光性测定的实验操作和数据分析
详细描述
介绍旋光性测定的基本原理和实验操作，包 括旋光仪的构造和工作原理、样品的制备和 测量步骤等。通过具体的旋光性测定实验， 演示实验操作过程和数据分析方法，包括旋 光度的测量、图谱解析和误差分析等。同时 ，强调旋光性测定在化学、生物和医学等领 域的重要应用。
第2章_立体化学
结论：
A.有对称面、对称中心、四重交替对称轴的分子均 可与其镜象重叠，是非手性分子；反之，为手性分子。 如果分子中不存在对称面、对称中心和四重更迭对称 轴，则这个分子具有手性 至于对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。 B.大多数非手性分子都有对称轴或对称中心，只有 交替对称轴而无对称面或对称中心的化合物是少数。 ∴既无对称面也没有对称中心的，一般可判定为是手性分子。 分子的手性是对映体存在的必要和充分条件。
H Newman 投影式
上述表示方法各有优缺点，如何进行它们之间的相 互转换呢？下面以2, 3-戊二醇 为例，说明其转换方法：
费歇尔投影式与纽曼投影式之间的转换：
Br H CH3 H H Br CH3
旋转
Br BrCH3
投影
H
CH3
H H
CH3 Br Br CH3
费歇尔投影式与纽曼投影式之间的转换
1)对称轴(Cn)：如果分子中有一条直线，当分子以它 为轴旋转 360º /n后,(n=正整数), 得到的构型与原分
子相叠合，则这一直线被称为分子的n 阶对称轴。如
C6 Cl H C C H Cl C2 C2 C2
有无对称轴不能作为判断分子有无手性的标准
(2) 对称面(镜面) （σ）：
——设想分子中有一平面 ,它可以把分子分成互为 镜象的两半,这个平面就是对称面.如:
• 含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子；
•一个手性碳原子可以有两种构型。 • 具有手性的物质和分子中与有无手性碳原子无关.
例：乳酸CH3CHOHCOOH
O CH 3 CH OH Lactic acid C OH
*
乳酸
• 右旋乳酸• 左旋乳酸-
有机化学第8版第二章 立体化学基础
c
乳酸 乳酸
乳酸
OH COOH CH3 H OH COOH CH3 H COOH COOH COOH H H COOH OH HO H H OH HO CH3 CH3 CH3 CH3
R-构型
COOH H2N CH3 H H3C H COOH NH2 H
S-构型
COOH CH3 NH2 H CH3 NH2 COOH
COOH H OH CH3 离开纸面 旋转180°
纸面上旋转180°
CH3 HO H COOH
COOH
HO
H CH3
（2）在纸面上转动90°或其奇数倍，变成其对映体。 旋转90°的偶数倍，则保持原构型。
COOH H OH CH3 在纸面上 旋转90° OH HOOC H CH3
（3）任意两个基团调换偶数次，构型不变；调换奇数 次，构型改变。
H F HБайду номын сангаасCl
凡是有对称中心的分子一定是无手性。
三、判断对映体的方法 方法一，用模型考察分子与其镜像是否重合？
不重合则为手性分子，存在对映体。
方法二，寻找分子中有无对称面？ 有对称面的分子为非手性分子。 方法三，寻找手性碳原子（手性中心）。含一个手性 碳原子的分子，一定为手性分子，存在一对对映体。 注意！含两个或两个以上手性碳原子的分子，大多
CHO H OH CH2OH
CH3 H2N C6H5 H
CHO H CH2OH OH
Cl H
H
Br C2H5 Cl C2H5 Br
C6H5 H3C H NH2
第五节非对映体和内消旋化合物
（一）非对映体
OHCl HOOC C C COOH H H
如：2-羟基-3-氯丁二酸
02立体化学
2019/11/5
30
2、投影规则
COOH
H
OH
CH 3
（1）手性碳（ ）位于纸面（十字线交点）； （2）与*C结合的横向的两原子（基团 ）位于纸面的前方； （3）与*C结合的竖向的两原子（基团 ）位于纸面的后方； （4）一般将主碳链放在竖线上，把命名时编号最小的碳放在上端。
这样固定下来的分子模型投影，得到的Fischer投影 式 为 最 严 格 的 Fischer 式 ， 用 D/L 法 命 名 时 必 须 用 这 种 Fischer式。
2019/11/5
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2000年8月 发生于大西 洋的阿尔贝 托飓风，其 螺旋具有手 性特征。
2019/11/5
11
在植物学中，手性也是一个 重要的形态特征。绝大部分 攀缘植物是沿着主干往右缠 绕的，但也有少部分是往左 缠绕的，如香忍冬。
2019/11/5 左手性紫藤
右手性多花紫藤 12
有机分子手征性的发现
CH3 Cl Br
CH3
2019/11/5
33
第三节 物质的旋光性
了解
要解决的问题：
1. 什么是旋光性？
2. 什么物质具有旋光性？
3. 物质的旋光性是如何测定的？
4. 测定旋光性有何意义？
5. 什么是左旋体和右旋体？
6. 符号(+)、(－)、d、l、、[]tD 所表示的意义？
7.
[]Dt =
1848年，法国化学 家巴斯顿发现酒石酸两 种不同的存在形式：左 旋酒石酸和右旋酒石酸， 并借助放大镜用镊子把 这两种晶体分开。
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三、手性分子的特点
1. 有对映异构现象
光学性质
有机化学 立体化学PPT课件
在有机化学中,凡是手性分子都具有旋光性;而非手性 分子则没有旋光性.
对映体是一对相互对映的手性分子,它们都有旋光性, 两者的旋光方向相反,但旋光度(能力)相同.
第15页/共69页
8.2.2 比旋光度
• 由旋光仪测得的旋光度,甚至旋光方向,不仅与物 质结构有关,而且与测定的条件(样品浓度,盛放样 品管的长度,偏正光的波长及测定温度等)有关.
乳酸的分子模型和投影式
菲舍尔投影式:
牢记
两个竖立的键—表示向纸面背后伸去的键;
两个横在两边的键—表示向纸面前方伸出的键.
在纸面上旋转180º—构型不变；旋转90º或270º或翻身—镜象
第21页/共69页
总结: Fischer投影式的转换规则
1. 不能离开纸面翻转。翻转180。，变成其对映体。 2. 在纸面上转动90。, 270 。，变成其对映体。 3. 在纸面上转动180。构型不变。 4. 保持1个基团固定，而把其它三个基团顺时针或
有2重对称轴的分子(C2)
第7页/共69页
σ (2) 对称面(镜面)--
——设想分子中有一平面,它可以把分子分成互 为镜象的两半,这个平面就是对称面.
例:氯乙烷
有对称面的分子
第8页/共69页
(3) 对称中心--i
——设想分子中有一个点,从分子中任何一个原子 出发,向这个点作一直线,再从这个点将直线延长出 去,在与该点前一线段等距离处,可以遇到一个同样 的原子,这个点就是对称中心.
手性分子—既没有对称面,又没有对称中心,也没 有4重交替对称轴的分子,都不能与其镜象叠合,都是 手性分子.
非手性分子—凡具有对称面、对称中心或交替对 称轴的分子.
在有机化学中,绝大多数非手性分子都具有对称面或对称中心,或者同时还具有4重
对映体是一对相互对映的手性分子,它们都有旋光性, 两者的旋光方向相反,但旋光度(能力)相同.
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8.2.2 比旋光度
• 由旋光仪测得的旋光度,甚至旋光方向,不仅与物 质结构有关,而且与测定的条件(样品浓度,盛放样 品管的长度,偏正光的波长及测定温度等)有关.
乳酸的分子模型和投影式
菲舍尔投影式:
牢记
两个竖立的键—表示向纸面背后伸去的键;
两个横在两边的键—表示向纸面前方伸出的键.
在纸面上旋转180º—构型不变；旋转90º或270º或翻身—镜象
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总结: Fischer投影式的转换规则
1. 不能离开纸面翻转。翻转180。，变成其对映体。 2. 在纸面上转动90。, 270 。，变成其对映体。 3. 在纸面上转动180。构型不变。 4. 保持1个基团固定，而把其它三个基团顺时针或
有2重对称轴的分子(C2)
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σ (2) 对称面(镜面)--
——设想分子中有一平面,它可以把分子分成互 为镜象的两半,这个平面就是对称面.
例:氯乙烷
有对称面的分子
第8页/共69页
(3) 对称中心--i
——设想分子中有一个点,从分子中任何一个原子 出发,向这个点作一直线,再从这个点将直线延长出 去,在与该点前一线段等距离处,可以遇到一个同样 的原子,这个点就是对称中心.
手性分子—既没有对称面,又没有对称中心,也没 有4重交替对称轴的分子,都不能与其镜象叠合,都是 手性分子.
非手性分子—凡具有对称面、对称中心或交替对 称轴的分子.
在有机化学中,绝大多数非手性分子都具有对称面或对称中心,或者同时还具有4重
第二章-立体化学PPT课件
1.由手性底物出发
M e H CC O1 .i-B u M g B r
H B u -i
M e
O H
CC +
H O H
M e
B u -i
CC
E t
2 .H 3 O + M e
E t
M e
E t
M e
(A)64% (B)36%
(ee%=28%)
手性合成的效果通常用ee%值表示， ee值就是对 映体过量值也称对映体过量百分率。
.
6
二、手性分子的类型 1.含手性中心
与四个不相同的基团相连的原子就是手性中心 (1)手性碳
.
7
含一个手性碳的化合物：
构型的表示方法： 透视式：
Fischer投影式：
.
8
构型标记法：
D/L标记法 R/S标记法
.
9
.
10
(R)
(R)
(1) -OH, (2) -CHO, (3) -CHOH, (4) -H
C H 2O H
C H 2O H
C H 2O H
D - ( - ) - 赤 藓 糖L - ( + ) - 赤 藓 糖 D - ( - ) - 苏 阿 糖L - ( + ) - 苏 阿 糖 ( 2 R , 3 R ) - 赤 藓 糖 ( 2 S , 3 S ) - 赤 藓 糖 ( 2 S ,3 R ) - 苏 阿 糖 ( 2 R ,3 S ) - 苏 阿 糖
H
O CH3
CH3
丙胺卡因
.
NH2 CH3
甲苯胺
36
例如：治疗帕金森病的药物多巴，只有(S)-对 映体有效，而(R)-对映体有严重的副作用。
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Байду номын сангаас
CH3 CH3-C=C2H
2．位置异构：取代基或官能团在碳链上的位置不同。
CH3CH2－CH＝CH2 和 CH3CH＝CHCH3
丁烯
2－ 丁烯
3．官能团异构：官能团不同。
CH3-CH2-OH 和 CH3-O-CH3
2021/3/1
3
4．互变异构：
一种官能团异构体改变其结构成为另一种官能团异构体，互 相迅速的变换，形成两种异构体的动态平衡，这是官能团异 构体的一种特殊表现形式。
Z—2—氯— 1—溴丙烯 E—2—氯— 1—溴丙烯
(大 )C 3 -C H -H (小 ) (大 )C 3 -C H -( H 小 ) (大 )(C 3 ) 2H C C -C 2 H C 3 H (小 - H )(小 )C 3 -H C 2 - C -H C3 H ) 2 (大 )(C
2021/3/1
（C）当与双键碳相连的为不饱和基团时，分别 看作2次或3 次相连。
2021/3/1
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（2） Z E构型命名。
如果二个大基团处在双键同侧就称为Z型；若二个大基 团处在双键异侧就称为E型。
(大 )B C -r( H 小 ) (大 )B C H r( 小 ) (大 )C C -lC 3 ( 小 )H ( 小 ) H 3 C C C (大 )l
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二、手性分 子和对映体
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球棍模型
乳酸分子a和b的关系正如人的左右手的关系： 互为镜像又不能重合。因此a和b代表不同的分 子，均具有手性，均属手性化合物，互为对映
异构体，简称对映体（enantiomers).
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两个乳酸分子中有一个碳原子(C2)所连的四个基团 (COOH,OH,CH3,H)均不相同。
二．立体异构：
1．顺反异构（几何异构）：
分子中原子或原子团在空间的排列方式不同。
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2．对映异构（旋光异构，光学异构）：
分子具有手性。
前两者又叫构型异构
3．构象异构（旋转异构）： 单键的旋转 。
第一节 顺反异构
一．顺反异构的概念：
丁烯二酸（HOOC—CH = CH—COOH。
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（三）含碳氮双键和氮氮双键化合物的顺反异构:
HC
HC
NOH HO N
顺—苯甲醛肟
反—苯甲醛肟
熔点：35℃
熔点：130℃
N
N
N
N
顺—偶氮苯
反—偶氮苯
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一、手性 第二节 手性分子和对映体
产生对映异构现象的结构依据是手性(Chirality)。
这种左右手互为镜像关系，彼此又不能重合的现象 称为手性。 自然界中有许多手性物。有许多化合物分子具有手性。
HCOH
H C CI HCOH
H
COOH
E—1.2—二氯乙烷
二氯甲烷
内消旋酒石酸
有对称面的分子不存在对映体，为非手性分子。
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四、判断对映体（手性分子）的方法 1、直接方法：比较分子和其镜像是否重合
2、有没有对称面
3、有没有手性碳原子：有一个的肯定是，多个的 不一定（有的是内消旋化合物,如内消旋酒石酸）
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3.当分子中双键数目增加时，顺反异构体的数目也增加。
HC --C3H HC --C3H H 3CC --H
HC --C2H HC --C2H HC --C2H
C-H C -H
C -H
H 3C-H C- HC --C3H HC --C3H
（二）脂环化合物的顺反异构：
HOOCCOOHHOOCH
HH
H COOH
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2. 不能自由旋转的原子上连有不相同的的原子或原子团。
三. 顺反异构的类型：
根据产生的顺反异构现象的不同结构因素，又可分为含碳碳 双键化合物；脂环化合物；碳氮双键和氮氮双键化合物的顺 反异构。
（一）含碳碳双键化合物的顺反异构：
1.顺—反构型命名法：
H C-COOH H C-COOH
分子式相同，结构式不相同的化合物叫同分异构体。
分子式相同，结构式也相同，只是分子中原子或原子团在空间 的排列顺序不同，这种现象叫立体异构。
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一．构造异构：分子中原子或原子团互相连接的顺序不同。
1．碳链异构（碳骨架异构）： 碳链的骨架不同。
CH3CH2－CH＝CH2 和
顺—丁烯二酸
HC-COOH HOOCC-H
反—丁烯二酸
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H C-CH3 H C-COOH
HC-CH 3 HOOCCH-
异巴豆酸（顺式）
巴豆酸（反式）
2. Z E构型命名法
（1）：次序规则 •（A）原子序数大的，相同原子序数（同位素）， 原子量大的在前。
（B）多原子取代基，由游离价原子依次比较。
凡是连有4个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳 原子(chiral carbon atom),也可称为手性中心。
一个手性碳原子所连的4个不同原子或基团在空间具 有2种不同的排列方式，它们是彼此成镜像关系，又 不能重叠的一对立体异构体，互为对映体，统称为手 性化合物。
•有一个手性碳的化合物必定是手性化合物，有一对对映体。
第二章 立体化学基础：手性分子
掌握：手性和手性分子以及手性碳原子的概念。对映体、 非对映体、外消旋体和内消旋体的概念和主要性质；对 映异构体命名方法（R/S）。
熟悉： 费歇投影式和透视式表示立体异构体的方法； 无手性碳原子的对映异构体。
了解： 外消旋体的拆分方法和手性分子的生物作用。 立体化学：从三维空间揭示分子的结构和性能。
•有多个手性碳的一般有多对对映体，最多可达2n。
性质：物理性质几乎相同，化学性质大部分相同。 不同：旋光性；生理活性
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三、对称面和非手性分子
对称面(planes of symmetry):指将分子结构剖成互为实物 与镜像的两半的面。
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CI H
CC
H CI
CI
COOH
练习：见教材
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第三节 费歇尔投影式
★费歇尔投影式 ：是指将一个三维（立体）手性 分子模型作 如下规定:与手性碳横向相连的基团朝向纸平面的前方； 竖向相连的基团朝向纸平面的后方；手性碳处于纸平面上。 将其投影,所得平面投影式称为费歇尔投影式。
5
H C-COOH 熔点 溶解度 H C-COOH 130℃ 易溶于水
HC-COOH287℃ 难溶于水 HOOCC-H
分子式相同,结构式也相同，但是它们结构式中原子或原子 团在空间的排列方式不同。这样的立体异构称为顺反异构。
二.产生顺反异构的条件：
1. 分子中存在着限制碳原子（或氮原子）自由旋转的因素， 如双键或环结构。
CH3 CH3-C=C2H
2．位置异构：取代基或官能团在碳链上的位置不同。
CH3CH2－CH＝CH2 和 CH3CH＝CHCH3
丁烯
2－ 丁烯
3．官能团异构：官能团不同。
CH3-CH2-OH 和 CH3-O-CH3
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4．互变异构：
一种官能团异构体改变其结构成为另一种官能团异构体，互 相迅速的变换，形成两种异构体的动态平衡，这是官能团异 构体的一种特殊表现形式。
Z—2—氯— 1—溴丙烯 E—2—氯— 1—溴丙烯
(大 )C 3 -C H -H (小 ) (大 )C 3 -C H -( H 小 ) (大 )(C 3 ) 2H C C -C 2 H C 3 H (小 - H )(小 )C 3 -H C 2 - C -H C3 H ) 2 (大 )(C
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（C）当与双键碳相连的为不饱和基团时，分别 看作2次或3 次相连。
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（2） Z E构型命名。
如果二个大基团处在双键同侧就称为Z型；若二个大基 团处在双键异侧就称为E型。
(大 )B C -r( H 小 ) (大 )B C H r( 小 ) (大 )C C -lC 3 ( 小 )H ( 小 ) H 3 C C C (大 )l
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二、手性分 子和对映体
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球棍模型
乳酸分子a和b的关系正如人的左右手的关系： 互为镜像又不能重合。因此a和b代表不同的分 子，均具有手性，均属手性化合物，互为对映
异构体，简称对映体（enantiomers).
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两个乳酸分子中有一个碳原子(C2)所连的四个基团 (COOH,OH,CH3,H)均不相同。
二．立体异构：
1．顺反异构（几何异构）：
分子中原子或原子团在空间的排列方式不同。
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2．对映异构（旋光异构，光学异构）：
分子具有手性。
前两者又叫构型异构
3．构象异构（旋转异构）： 单键的旋转 。
第一节 顺反异构
一．顺反异构的概念：
丁烯二酸（HOOC—CH = CH—COOH。
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（三）含碳氮双键和氮氮双键化合物的顺反异构:
HC
HC
NOH HO N
顺—苯甲醛肟
反—苯甲醛肟
熔点：35℃
熔点：130℃
N
N
N
N
顺—偶氮苯
反—偶氮苯
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一、手性 第二节 手性分子和对映体
产生对映异构现象的结构依据是手性(Chirality)。
这种左右手互为镜像关系，彼此又不能重合的现象 称为手性。 自然界中有许多手性物。有许多化合物分子具有手性。
HCOH
H C CI HCOH
H
COOH
E—1.2—二氯乙烷
二氯甲烷
内消旋酒石酸
有对称面的分子不存在对映体，为非手性分子。
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四、判断对映体（手性分子）的方法 1、直接方法：比较分子和其镜像是否重合
2、有没有对称面
3、有没有手性碳原子：有一个的肯定是，多个的 不一定（有的是内消旋化合物,如内消旋酒石酸）
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3.当分子中双键数目增加时，顺反异构体的数目也增加。
HC --C3H HC --C3H H 3CC --H
HC --C2H HC --C2H HC --C2H
C-H C -H
C -H
H 3C-H C- HC --C3H HC --C3H
（二）脂环化合物的顺反异构：
HOOCCOOHHOOCH
HH
H COOH
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2. 不能自由旋转的原子上连有不相同的的原子或原子团。
三. 顺反异构的类型：
根据产生的顺反异构现象的不同结构因素，又可分为含碳碳 双键化合物；脂环化合物；碳氮双键和氮氮双键化合物的顺 反异构。
（一）含碳碳双键化合物的顺反异构：
1.顺—反构型命名法：
H C-COOH H C-COOH
分子式相同，结构式不相同的化合物叫同分异构体。
分子式相同，结构式也相同，只是分子中原子或原子团在空间 的排列顺序不同，这种现象叫立体异构。
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一．构造异构：分子中原子或原子团互相连接的顺序不同。
1．碳链异构（碳骨架异构）： 碳链的骨架不同。
CH3CH2－CH＝CH2 和
顺—丁烯二酸
HC-COOH HOOCC-H
反—丁烯二酸
2021/3/1
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H C-CH3 H C-COOH
HC-CH 3 HOOCCH-
异巴豆酸（顺式）
巴豆酸（反式）
2. Z E构型命名法
（1）：次序规则 •（A）原子序数大的，相同原子序数（同位素）， 原子量大的在前。
（B）多原子取代基，由游离价原子依次比较。
凡是连有4个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳 原子(chiral carbon atom),也可称为手性中心。
一个手性碳原子所连的4个不同原子或基团在空间具 有2种不同的排列方式，它们是彼此成镜像关系，又 不能重叠的一对立体异构体，互为对映体，统称为手 性化合物。
•有一个手性碳的化合物必定是手性化合物，有一对对映体。
第二章 立体化学基础：手性分子
掌握：手性和手性分子以及手性碳原子的概念。对映体、 非对映体、外消旋体和内消旋体的概念和主要性质；对 映异构体命名方法（R/S）。
熟悉： 费歇投影式和透视式表示立体异构体的方法； 无手性碳原子的对映异构体。
了解： 外消旋体的拆分方法和手性分子的生物作用。 立体化学：从三维空间揭示分子的结构和性能。
•有多个手性碳的一般有多对对映体，最多可达2n。
性质：物理性质几乎相同，化学性质大部分相同。 不同：旋光性；生理活性
2021/3/1
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三、对称面和非手性分子
对称面(planes of symmetry):指将分子结构剖成互为实物 与镜像的两半的面。
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CI H
CC
H CI
CI
COOH
练习：见教材
2021/3/1
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第三节 费歇尔投影式
★费歇尔投影式 ：是指将一个三维（立体）手性 分子模型作 如下规定:与手性碳横向相连的基团朝向纸平面的前方； 竖向相连的基团朝向纸平面的后方；手性碳处于纸平面上。 将其投影,所得平面投影式称为费歇尔投影式。
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H C-COOH 熔点 溶解度 H C-COOH 130℃ 易溶于水
HC-COOH287℃ 难溶于水 HOOCC-H
分子式相同,结构式也相同，但是它们结构式中原子或原子 团在空间的排列方式不同。这样的立体异构称为顺反异构。
二.产生顺反异构的条件：
1. 分子中存在着限制碳原子（或氮原子）自由旋转的因素， 如双键或环结构。